1、準備材料

開發板（正點原子stm32f407探索者開發板V2.4）

STM32CubeMX軟件（Version 6.10.0）

keil μVision5 IDE（MDK-Arm）

ST-LINK/V2驅動

野火DAP仿真器

XCOM V2.6串口助手

2、實驗目標

使用STM32CubeMX軟件配置STM32F407開發板的DAC OUT1實現輸出0-3.3V任意模擬電壓，然后用ADC1_IN5單通道采集DAC輸出的電壓，并利用USART1輸出信息用于驗證

3、實驗流程

3.0、前提知識

STM32F407有一個DAC，該DAC擁有兩個輸出通道OUT1/2，每個通道均可以輸出0~VREF+范圍內電壓、噪聲波或三角波型

DAC集成了兩個輸出緩沖器，可用來降低輸出阻抗并在不增加外部運算放大器的情況下直接驅動外部負載，該參數可以在STM32CubeMX中DAC參數配置頁面配置，一般選擇Enable

DAC輸出的觸發源一共有8個觸發源，可以通過設置DAC控制寄存器DAC_CR的TSEL[2:0]位來決定觸發源，其中外部引腳觸發源在STM32CubeMX中需要勾選Mode中的External Trigger才可以選擇，具體如下表所示 （注釋1）

DAC的數字轉模擬主要是利用片上的12位電壓輸出數模轉換器來實現的，而這個12位電壓輸出數模轉換器的輸入數據為數據輸出寄存器DORx中的內容，但是用戶不能直接將數據寫入數據輸出寄存器DORx中，而是需要將數據輸入數據保持寄存器DHRx中，然后等待觸發源到來/一個時鐘周期后，數據將自動從DHRx中轉移到DORx中

由于DHRx寄存器位32位寄存器，而我們寫入的數據為8/12位的，因此存在數據對齊的問題，采用不同的對齊方式需要將數據寫入對應對齊方式的數據保存寄存器中，如下圖所示為DAC單/雙通道模式下的數據對齊模式，每種模式對應1/2個寄存器（注釋1）

舉個例子：

本實驗采取DAC1單通道模式12位右對齊，因此筆者需要將數據寫入 DAC_DHR12R1 寄存器中，而該寄存器的偏址從手冊上可以看到為0x80

我們寫入DAC寄存器數據時使用的函數為HAL_DAC_SetValue(&hdac,DAC_CHANNEL_1,DAC_ALIGN_12B_R,DacValue)，其中DAC_ALIGN_12B_R值為0，因此最后將DacValue值寫入了地址為DAC基址+0x00000008UL偏址的 DAC_DHR12R1 寄存器，上述描述如下圖所示

DAC輸出引腳輸出的電壓值由DACoutput = VREF+ * DOR / 4095公式計算，通常 VREF+直接與VDDA短接，因此DAC通道輸出的電壓范圍為0-3.3V，如下圖所示為DAC通道框圖 （注釋1）

3.1、CubeMX相關配置

3.1.0、工程基本配置

打開STM32CubeMX軟件，單擊ACCESS TO MCU SELECTOR選擇開發板MCU（選擇你使用開發板的主控MCU型號），選中MCU型號后單擊頁面右上角Start Project開始工程，具體如下圖所示

開始工程之后在配置主頁面System Core/RCC中配置HSE/LSE晶振，在System Core/SYS中配置Debug模式，具體如下圖所示

詳細工程建立內容讀者可以閱讀“STM32CubeMX教程1 工程建立”

3.1.1、時鐘樹配置

系統時鐘使用8MHz外部高速時鐘HSE，HCLK、PCLK1和PCLK2均設置為STM32F407能達到的最高時鐘頻率，具體如下圖所示

3.1.2、外設參數配置

本實驗需要需要初始化開發板上KEY2和KEY0用戶按鍵，具體配置步驟請閱讀“STM32CubeMX教程3 GPIO輸入 - 按鍵響應”

本實驗需要需要初始化USART1作為輸出信息渠道，具體配置步驟請閱讀“STM32CubeMX教程9 USART/UART 異步通信”

本實驗需要配置TIM3 100ms更新事件作為ADC1_IN5通道采集觸發源的ADC采集，因此需要初始化TIM3和ADC1_IN5，具體配置步驟請閱讀“STM32CubeMX教程13 ADC - 單通道轉換”，如下圖所示為配置簡圖

接下來配置DAC OUT1，在Pinout ＆ Configuration頁面左邊功能分類欄目Analog中單擊其中DAC，在Mode中勾選OUT1 Configuration

在DAC Out1 Settings中使能 Output Buffer ， Trigger 選擇默認None，這里不需要觸發源，也就是說當DAC啟動后DAC就會一直輸出下去而不是在每次一觸發源來到的時候才輸出，具體配置如下圖所示

3.1.3、外設中斷配置

DAC只有兩個關于DMA的下溢事件的中斷源，本實驗尚不設計DMA，因此這里無需開啟DAC的任何中斷

但是DAC的輸出電壓需要由ADC1_IN5來采集，因此這里勾選ADC的全局中斷，并設置合適的中斷優先級，具體配置如下圖所示

3.2、生成代碼

3.2.0、配置Project Manager頁面

單擊進入Project Manager頁面，在左邊Project分欄中修改工程名稱、工程目錄和工具鏈，然后在Code Generator中勾選“Gnerate peripheral initialization as a pair of 'c/h' files per peripheral”，最后單擊頁面右上角GENERATE CODE生成工程，具體如下圖所示

詳細Project Manager配置內容讀者可以閱讀“STM32CubeMX教程1 工程建立”實驗3.4.3小節

3.2.1、外設初始化調用流程

在生成的工程代碼主函數中增加了MX_DAC_Init()函數，該函數對啟用的DAC觸發方式、輸出緩存進行了配置

然后調用HAL_DAC_Init()函數對DAC進行了初始化，并調用了HAL_DAC_MspInit()函數

在HAL_DAC_MspInit()函數中對DAC OUT1的輸出引腳PA4做了引腳復用配置，并且使能了DAC的時鐘，如果配置了中斷，在該函數中還會出現中斷優先級及中斷使能相關代碼

上述DAC初始化調用流程如下圖所示

3.2.2、外設中斷調用流程

本實驗只開啟了ADC的全局中斷，ADC全局中斷調用流程請閱讀“STM32CubeMX教程13 ADC - 單通道轉換”4.2.2小節

3.2.3、添加其他必要代碼

在adc.c中重新實現ADC采集完畢中斷回調函數HAL_ADC_ConvCpltCallback()，與”STM32CubeMX教程13 ADC - 單通道轉換”實驗內容一致，目的就是獲取ADC1_IN5通道采集值并通過USART1輸出，具體代碼如下所示

void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef *hadc)
{
    if(hadc->Instance == ADC1)
    {
        uint32_t val=HAL_ADC_GetValue(&hadc1);
        uint32_t Volt=(3300*val)>>12;
        printf("val:%d, Volt:%d\r\n",val,Volt);
    }
}

在主函數中啟動DAC輸出，并設置默認的DAC輸出值，然后啟動定時器和ADC采集，并在主循環中實現按下按鍵KEY2將DAC輸出值增加500，按下按鍵KEY0將DAC輸出值減少500，具體代碼如下圖所示

源代碼如下所示

/*主循環外代碼*/
printf("Reset\r\n");
HAL_DAC_Start(&hdac,DAC_CHANNEL_1);
uint32_t DacValue=1000;
HAL_DAC_SetValue(&hdac,DAC_CHANNEL_1,DAC_ALIGN_12B_R,DacValue);
HAL_ADC_Start_IT(&hadc1);
HAL_TIM_Base_Start(&htim3);


/*主循環中代碼*/
/*按鍵KEY2被按下*/
if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY2_GPIO_Port,KEY2_Pin) == GPIO_PIN_RESET)
{
    HAL_Delay(50);
    if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY2_GPIO_Port,KEY2_Pin) == GPIO_PIN_RESET)
    {
        printf("---now DacValue is: %d---\r\n", DacValue);
        DacValue += 500;
        if(DacValue>4095) DacValue=4095;
        HAL_DAC_SetValue(&hdac,DAC_CHANNEL_1,DAC_ALIGN_12B_R,DacValue);
        while(!HAL_GPIO_ReadPin(KEY2_GPIO_Port,KEY2_Pin));
    }
}


/*按鍵KEY0被按下*/
if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY0_GPIO_Port,KEY0_Pin) == GPIO_PIN_RESET)
{
    HAL_Delay(50);
    if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY0_GPIO_Port,KEY0_Pin) == GPIO_PIN_RESET)
    {
        printf("---now DacValue is: %d---\r\n", DacValue);
        DacValue -= 500;
        HAL_DAC_SetValue(&hdac,DAC_CHANNEL_1,DAC_ALIGN_12B_R,DacValue);
        while(!HAL_GPIO_ReadPin(KEY0_GPIO_Port,KEY0_Pin));
    }
}

值得提醒的是本實驗使用DAC1_IN5（PA5）采集DAC OUT1（PA4）輸出值，需要使用跳線帽/杜邦線將PA5和PA4兩個引腳短接

4、常用函數

/*DAC軟件啟動輸出函數*/
HAL_StatusTypeDef HAL_DAC_Start(DAC_HandleTypeDef *hdac, uint32_t Channel)

/*DAC軟件停止輸出函數*/
HAL_StatusTypeDef HAL_DAC_Stop(DAC_HandleTypeDef *hdac, uint32_t Channel)

/*DAC輸出值設置*/
HAL_StatusTypeDef HAL_DAC_SetValue(DAC_HandleTypeDef *hdac, uint32_t Channel, uint32_t Alignment, uint32_t Data)

5、燒錄驗證

燒錄程序，開發板上電后打開串口助手，可以看到間隔100ms輸出一次采集到的DAC OU1輸出值，默認輸出值為1000，按下KEY2按鍵后輸出值增加500，按下KEY0按鍵后輸出值減少500，可以從串口輸出信息看到采集到的值和我們預想的效果一致，如下圖所示為整個過程串口輸出信息

6、注釋詳解

注釋1：圖片來源STM32F4xx 中文參考手冊

更多內容請瀏覽 STM32CubeMX+STM32F4系列教程文章匯總貼

總結

以上是生活随笔為你收集整理的STM32CubeMX教程16 DAC - 输出3.3V内任意电压的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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